基站远程充放电控制装置及直流供电系统的制作方法

本实用新型涉及蓄电池组维护领域，更具体地说，涉及一种基站远程充放电控制装置及直流供电系统。

背景技术：

《ydt799-2010通信用阀控式密封铅酸蓄电池》等相关标准规范明确了蓄电池组充放电维护规程。目前，对蓄电池组的充放电维护主要通过人工方式实现，即由维护人员去现场进行充放电维护。

然而，在实际工程应用中，特别对于通信领域的直流系统的蓄电池组，由于受到基站数量庞大、位置偏远等不利因素，各站点之间的往返交通占用大量工作时间，导致大多数基站的蓄电池组的维护难以做到全面覆盖，而且依靠人工维护费时费力，基站蓄电池组维护工作困难。蓄电池组长期缺乏维护将导致过早老化，有的甚至出现膨胀燃烧的安全故障，给基站的安全运行造成极大的威胁。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述蓄电池组充放电维护费时费力、成本较高的问题，提供一种基站远程充放电控制装置及直流供电系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种基站远程充放电控制装置，用于实现蓄电池组的远程充放电控制，且所述蓄电池组经由直流母线与不间断电源连接，所述装置包括控制终端和监测终端，所述控制终端包括主控单元、用于与不间断电源通讯连接的第一通讯单元、用于与所述监测终端通讯连接的第二通讯单元以及用于与远程控制平台通讯连接的第三通讯单元，且所述主控单元根据所述第三通讯单元接收的指令分别与所述不间断电源和监测终端通讯；所述监测终端包括采样单元、第四通讯单元以及多组测试线，并由所述采样单元根据来自控制终端的信号获取连接到所述测试线的蓄电池组的预设参数以及将所述预设参数通过所述第四通讯单元发送到所述控制终端。

优选地，所述预设参数包括每一单体电池的电压；所述采样单元包括电压采样电路，每一组测试线包括分别连接到所述蓄电池组中一个单体电池正极和负极的两根导线，且每一所述导线连接到所述电压采样电路。

优选地，所述电压采样电路包括电压检测芯片、信号选择芯片以及多组连接端子，每一组连接端子分别与一组测试线连接，所述多组连接端子分别经由所述信号选择芯片连接电压检测芯片。

优选地，所述预设参数包括蓄电池组的放电电流；所述采样单元包括电流采样电路和与所述电流采样电路导电连接的霍尔传感器，且所述霍尔传感器装设在连接所述蓄电池组与直流母线的导线上。

优选地，所述预设参数包括蓄电池组的温度；所述采样单元包括温度采样电路以及至少一个安装到蓄电池组的温度传感器，所述温度传感器与所述温度采样电路导电连接。

本实用新型实施例还提供一种直流供电系统，包括不间断电源、蓄电池组、远程控制平台以及如上所述的基站远程充放电控制装置，所述蓄电池组经由直流母线与不间断电源连接，所述基站远程充放电控制装置的控制终端通过第一通讯单元与不间断电源通讯连接、通过第二通讯单元与监测终端通讯连接以及通过第三通讯单元与远程控制平台通讯连接；所述基站远程充放电控制装置的监测终端分别通过所述多组测试线连接所述蓄电池组中的每一单体电池。

优选地，所述控制终端的供电端连接到所述直流母线，所述监测终端的供电端连接到所述蓄电池组。

优选地，所述第一通讯单元由rs485通信模块构成，所述第一通讯单元经由rs485通讯线缆与所述不间断电源连接。

优选地，所述第二通讯单元和第四通讯单元分别由rs485通模块构成，所述第二通讯单元经由rs485通讯线缆与所述第四通讯单元连接。

优选地，所述第三通讯单元由lan网络模块构成，所述控制终端经由本地局域网或以太网与所述远程控制平台通讯连接。

实施本实用新型的基站远程充放电控制装置及直流供电系统具有以下有益效果：通过监测终端采集蓄电池组参数，同时通过控制终端根据来自远程控制平台的指令控制不间断电源进行充放电控制，实现了蓄电池组的远程充放电控制，简化了蓄电池组的充放电维护操作，解决了偏远基站人工维护费时费力的问题。并且，本实用新型可对蓄电池组进行实时监控，达到基站蓄电池组的自动在线维护以及能源有效利用，实现节能环保效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的基站远程充放电控制装置的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的直流供电系统的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，是本实用新型实施例提供的基站远程充放电控制装置的示意图，该基站远程充放电控制装置可用于实现基站等设施的蓄电池组的远程充放电控制，且上述蓄电池组经由直流母线与不间断电源连接。本实施例的基站远程充放电控制装置包括控制终端11和监测终端12，上述控制终端11和监测终端12可分别位于两个独立的箱体内，且控制终端11和监测终端12之间通讯连接，从而配合实现蓄电池组的远程充放电控制。

控制终端11包括主控单元111、第一通讯单元112、第二通讯单元113以及第三通讯单元114，上述第一通讯单元112用于与不间断电源通讯连接，第二通讯单元113用于与监测终端12通讯连接，第三通讯单元114则用于与远程控制平台通讯连接。主控单元111可根据第三通讯单元114从远程控制平台接收的指令(例如放电控制命令)，分别与不间断电源和监测终端12通讯，即向不间断电源和监测终端12发送控制信号，以实现相应的操作。

监测终端12包括采样单元121、第四通讯单元122以及多组测试线，并由采样单元121根据来自控制终端的信号获取连接到测试线的蓄电池组的预设参数以及将预设参数通过第四通讯单元122发送到控制终端11。上述预设参数可以经由控制终端11的第三通讯单元114发送到远程控制平台，从而远程控制平台可根据预设参数生成充放电命令。

上述基站远程充放电控制装置，通过监测终端12采集蓄电池组参数，同时通过控制终端11根据来自远程控制平台的指令控制不间断电源进行充放电控制，实现了蓄电池组的远程充放电控制，简化了蓄电池组的充放电维护操作，解决了偏远基站人工维护费时费力的问题。并且，本实用新型可对蓄电池组进行实时监控，达到基站蓄电池组的自动在线维护以及能源有效利用，实现节能环保效果。

在本实用新型的一个实施例中，上述预设参数包括每一单体电池的电压，从而远程控制平台可根据上述单体电池的电压来确认蓄电池组当前是否可进行放电。相应地，采样单元121包括电压采样电路，每一组测试线包括分别连接到蓄电池组中一个单体电池正极和负极的两根导线，且每一导线连接到电压采样电路，即每一组测试线分正负极性，正极性线接在对应单体电池正极柱，负极性线接在对应单体电池的负极柱。例如，当蓄电池组包括24节单体电池时，监测终端12包括24组测试线，且该24组测试线分别连接到24节单体电池的两端，从而电压采样电路可分别测试该24节单体电池的电压。

具体地，上述电压采样电路可包括电压检测芯片、信号选择芯片以及多组连接端子，每一组连接端子分别与一组测试线连接，多组连接端子分别经由信号选择芯片连接电压检测芯片，从而信号选择芯片可依次将各组测试线与电压检测芯片连接，电压检测芯片可依次获得蓄电池组中各个单体电池的电压。此外，信号选择芯片还可将连接蓄电池组中首节单体电池正极的导线以及连接蓄电池组中末节单体电池负极的导线连接到电压检测芯片，从而电压检测芯片可获得整个蓄电池组的电压。

在本实用新型的另一实施例中，上述预设参数还可包括蓄电池组的放电电流，从而远程控制平台可根据上述蓄电池组的放电电流确认蓄电池组当前是否可进行放电。并且，结合电压采样电路获取的单体电池的电压，远程控制平台还可计算获得各个单体电池的内阻，从而实现蓄电池组的状态监控。相应地，采样单元121包括电流采样电路和与该电流采样电路导电连接的霍尔传感器，且霍尔传感器装设在连接蓄电池组与直流母线的导线上，电流采样电路可根据霍尔传感器的信号获得蓄电池组的放电电流(即蓄电池组的工作电流)。特别地，上述电流采样电路和霍尔传感器的量程为蓄电池组额定电流的10％-120％。

此外，在本实用新型的又一实施例中，上述预设参数包括蓄电池组的温度，从而远程控制平台可根据上述温度来确认蓄电池组当前是否可进行放电。相应地，采样单元121包括温度采样电路以及至少一个安装到蓄电池组的温度传感器(例如，温度传感器可设置在测试线的接线金属端子头内)，该温度传感器与温度采样电路导电连接，从而温度采样电路可实时获得蓄电池组的电极温度。

为实现蓄电池组的远程监测，控制终端11可定时向监测终端12发送蓄电池巡检命令，监测蓄电池组和/或单体电池的电压、电流、温度、内阻等。控制终端11可根据监测终端12返回电流数据判断，当电流在浮充范围内，巡检要进行内阻监测，当电流超出浮充电流阈值时候，不进行内阻监测。监测终端12将预设参数发送给控制终端11，由控制终端11参与运算，并将预设参数通过第三通讯单元114发送到远程控制平台的人机界面显示。

如图2所示，本实用新型实施例还提供一种直流供电系统，该系统包括不间断电源20、蓄电池组30、远程控制平台40以及如上所述的基站远程充放电控制装置，不间断电源20的交流端连接市电、直流端经由接触器k1连接到直流母线，蓄电池组30经由接触器k2连接到直流母线，即蓄电池组30经由接触器k2、直流母线、接触器k1与不间断电源20连接；基站远程充放电控制装置的控制终端11通过第一通讯单元与不间断电源通讯连接、通过第二通讯单元与监测终端通讯连接以及通过第三通讯单元与远程控制平台40通讯连接；基站远程充放电控制装置的监测终端12分别通过多组测试线连接蓄电池组30中的每一单体电池。不间断电源20还连接到交流负载，上述直流母线上还可连接有直流负载60。

当上述直流供电系统的电压等级为直流48v，相应地，蓄电池组30由24节2v单体电池组成。监测终端12的工作电源取自蓄电池组30，即监测终端12的供电端连接到蓄电池组，例如其工作电源范围18v到75v之间，在蓄电池组30的电压降到截止电压43v或50％额定电压时，保证监测终端12正常工作。控制终端11的工作电源则可从直流母线取电，即控制终端11的供电端连接到所述直流母线，从而该控制终端11的电源线同时可以作为直流母线电压采样的测试线。

在本实用新型的一个实施例中，上述控制终端11中的第一通讯单元可由rs485通信模块构成，且该第一通讯单元经由rs485通讯线缆与不间断电源20连接，第一通讯单元与不间断电源之间的数据协议可由不间断电源厂家提供。第二通讯单元和第四通讯单元可分别由rs485通模块构成，第二通讯单元经由rs485通讯线缆与所述第四通讯单元连接。具体地，第二通讯单元和第四通讯单元可采用max485芯片电路。此外，第二通讯单元和第四通讯单元还可采用can通讯模块，例如采用td301dcan集成电路。在本实施例中，控制终端11与监测终端12、不间断电源20采用主从架构，控制终端11为主机，监测终端12、不间断电源20为从机。

上述第三通讯单元可由lan网络模块构成，控制终端11经由本地局域网或以太网与远程控制平台通讯连接。

具体地，上述直流供电系统可通过以下方式实现基站蓄电池组的远程充放电控制：远程控制平台40发出放电控制命令，控制终端11收到放电命令后，进行一次电池巡检任务，即向监测终端12发送巡检命令，判断蓄电池组的状态是否符合放电阈值条件(例如当蓄电池组30由24节2v单体电池组成时，放电阈值条件为：蓄电池组电压不低于45v，每一单体电池电压不低于1.8v，蓄电池组的温度不超过40℃，以上任何一个条件不满足都不会执行下一步放电进程)；当满足放电阈值条件时，控制终端11根据不间断电源20的数据协议，对不间断电源进行设置，调低不间断电源20的直流侧电压到45v，此时直流母线电压降低，蓄电池组电压大于直流母线电压，不间断电源20的交流旁路输出关闭，直接由蓄电池组逆变成交流为交流负载50供电，与此同时，蓄电池组同时也为现场的直流负载60提供电能，蓄电池组总的放电电流为不间断电源逆变消耗与直流负载50消耗之和。控制终端11实时传输放电监控数据到远程控制平台40的人机界面。

当蓄电池组的预设参数达到充电阈值条件，控制终端11可调高不间断电源20的直流侧电压为均充电压(例如该均充电压可以为56.5v)，并使不间断电源20的逆变通道关闭、交流旁路打开，从而蓄电池组由放电状态转成充电状态，当蓄电池达到充电截止阈值条件(例如，该充电截止阈值条件可以为蓄电池组电压达到58v)时，控制终端11控制不间断电源20的直流侧电压到浮充电压水平(例如该浮充电压可以为55.5v)。无论充电还是放电过程，当蓄电池组温度超过设定温度阈值，控制终端都会报警，并终止正在进行的充放电任务。

特别地，上述直流供电系统充放电时间窗口，可根据电力部门峰谷电价时段规定，在高峰电价时段进行放电，在低峰电价时段进行充电，如果低峰电价阶段没有充足电，在平峰电价阶段继续充电，直到满充为止。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。